什么是标准PoE？
PoE即Power over Ethernet，是一种在以太网线上同时传输数据和电力的技术，应用该技术后，网络终端设备只需连接网线即可实现供电需求，标准PoE又根据供电标准分为三类：IEEE802.3af，IEEE802.3at和IEEE802.3bt。
为什么需要PoE？
- 低成本：PoE供电方式省去直流供电盒、PVC管、电源线，节约成本，更简单更安全。
- 可靠性：一台PoE设备可以同时为多个终端设备供电，实现电源集中供电的同时，还可以进行电源备份。
- 连接简捷：终端设备不需外接电源，只需要一根网线。
- 统一标准：符合国际标准，使用全球统一的RJ45电源接口，可保证与不同厂商的设备对接。
标准PoE设备类型有哪些？
如下图所示，PoE供电系统包括如下两个设备角色：
- 供电设备PSE（Power-sourcing Equipment）：通过以太网给受电设备供电的PoE设备，提供检测、分析、智能功率管理等功能，例如：PoE交换机。
- 受电设备PD（Powered Device）：如无线AP、IP电话、刷卡机、摄像头等受电方设备。按照是否符合IEEE标准，PD分为标准PD和非标准PD。
标准PoE供电模式
按照IEEE标准的定义，PSE设备分为MidSpan（PoE功能模块在设备外）和Endpoint（PoE功能模块集成到设备内）两种类型。
而Endpoint类型的PSE设备依据使用的供电线对不同分为Alternative A（1/2和3/6线对）和Alternative B（4/5和7/8线对）两种供电模式。
- Alternative A供电模式通过数据对供电。PSE通过1/2和3/6线对给PD供电，1/2链接形成负极，3/6链接形成正极。10BASE-T、100BASE-TX接口使用1/2和3/6线对传输数据，1000BASE-T接口使用全部的4对线对传输数据。由于DC直流电和数据频率互不干扰，所以可以在同一对线同时传输电流和数据。
- Alternative B供电模式通过空闲对供电。PSE通过4/5和7/8线对给PD供电，4/5链接形成正极，7/8链接形成负极。
标准PoE协商流程
PSE设备上电，PD设备通过网络连接到PSE设备后，PSE与PD就开始进行供电协商：
- 检测PD：PSE在端口周期性输出电流受限的小电压，用以检测PD设备的存在。如果检测到特定阻值的电阻，说明线缆终端连接着支持IEEE 802.3af标准或IEEE 802.3at标准的受电端设备（电阻值在19kΩ～26.5kΩ的特定电阻，通常的小电压为2.7V～10.1V，检测周期为2秒）。
- 供电能力协商即PD设备分类过程：PSE对PD进行分类，并协商供电功率。供电能力协商不仅可以通过解析PSE与PD发送的电阻实现的，还可以通过链路层发现协议LLDP（Link Layer Discovery Protocol）协议发现和通告供电能力进行协商。
- 开始供电：在启动期内(一般小于15μs)，PSE设备开始从低电压向PD设备供电，直至提供48V的直流电压。
- 正常供电：电压达到48V之后，PSE为PD设备提供稳定可靠48V的直流电，PD设备功率消耗不超过PSE最大输出功率。
- 断电：供电过程中，PSE会不断监测PD电流输入，当PD电流消耗下降到最低值以下，或电流激增，例如拔下设备或遇到PD设备功率消耗过载、短路、超过PSE的供电负荷等，PSE会断开电源，并重复检测过程。
标准PoE供电参数标准
根据时间先后，IEEE分别发布了802.3af（PoE）、802.3at（PoE+）和802.3bt（PoE++）等PoE标准，后发布的标准兼容先发布的标准，先发布的标准不能兼容后发布的标准。
- 基于802.3af标准的PoE支持的最大功率为15.4W
- 基于802.3at标准的PoE+支持的最大功率为30W
- 基于802.3bt标准的PoE++支持的最大功率为90W
标准PoE功率分级
根据所需的功率，PoE设备被分为不同的级别（Class0至Class8，共9个级别）：
- 802.3af标准涵盖了Class0到Class3，电压范围在36V至57V之间，输出功率达15.4W。这类设备被推荐用于传感器和简单摄像头。
- 802.3at标准（也称为PoE+）引入了Class4等级，在同等电压范围内将输出功率提高到了30W，但仅兼容PoE+PSE。这类设备可用于复杂摄像头、LCD显示器和平板电脑。
- 802.3bt标准（也称为PoE++）则引入了Class5到Class8等级，输出功率在45W到90W之间。这类设备可以支持笔记本电脑、电视和建筑物中的电气系统。下图对这些功率等级及其相关输入电压、输入功率和输出电压进行了总结。
